confronto antenne verticali (1/4 1/2 5/8 3/4)

[1vr005]

Se la 5/8 "tira dentro casini da angoli più alti" significa che l'antenna è (era ?) troppo alta rispetto al piano di terra (reale) una "skylab" installata in modo da avere il vertice alla stessa altezza della 5/8 avrebbe, molto probabilmente, fornito prestazioni migliori

Questo sarebbe interessante da vedere con una simulazione ad hoc, ma ormai ho spento il computer. I grafici e la tabella di quel mio topic sui guadagni ai bassissimi angoli a mio avviso suggeriscono che una Skylab a pari altezza perderebbe poco ai bassissimi angoli, risultando però complessivamente più silenziosa grazie al minor guadagno agli angoli superiori, ad esempio, ai 30 gradi. Ma nelle mie simulazioni non ho rilevato i guadagni scaldanuvole ma solo quelli a livelli LOS. Va guardata con attenzione la tabella. Forse se ne ricava qualcosa. Io però ormai ho spento tutto.
Ma in quel tuo grafico alla fine il guadagno agli angoli più bassi cala alzando l'antenna o compaiono solo lobi secondari alti?

[AZ6108]

@1vr005

ora no, domattina posso fare tutto, anzi se vuoi dammi un modello o anche solo le misure

[AZ6108]

Ah ed occhio, NON "a pari altezza" ma con l'APICE a pari altezza, non è la stessa cosa

[sirbone]

che è l'inverso dei requisiti che si applicavano quando si è affermata la superiorità della GP 5/8. senza brandire il povero Cebik, basta ragionare un po' e ci si arriva.
le dimostrazioni scientifiche possono convincere chi già ha compreso o intuisce quali siano le leggi che regolano la radiofrequenza, ma tutti gli altri non li convincerai mai se prima non riesci a trovare le cause delle mitologie.

Ah ed occhio, NON "a pari altezza" ma con l'APICE a pari altezza, non è la stessa cosa

[1vr005]

@1vr005

ora no, domattina posso fare tutto, anzi se vuoi dammi un modello o anche solo le misure

Tempo fa ho annotato da un catalogo la forma della tipica Skylab anni ottanta.
Si tratta di uno stilo verticale di 1/4 d'onda, e tre radiali disposti fra loro a 120 gradi e inclinati di 157 gradi (misura spannometrica poiché presa col goniometro dalla foto sul catalogo) lunghi a loro volta 1/4 d'onda.
Suppongo che si possano omettere i tre radialini "antistatici" sullo stilo verticale, che probabilmente hanno fini puramente estetici.
ID allegato non valido.
Il problema di quello che ho in mente è che c'è un sacco di dati da raccogliere e analizzare. La funzione di guadagno dato l'angolo di elevazione è nel continuo (sebbene l'output dei programmi sia nel discreto a passi di 1 grado) e non è facile fare scelte, adottare punti di taglio, semplificare. Bisogna in qualche modo tagliare l'arco dall'orizzonte all'azimuth in segmenti, e raggruppare internamente e il tutto per quanto ammantato della mistica scientificità del quantitativo, può facilmente finire per essere arbitrario.

La questione di base è che buona parte dei segnali vengono non dagli angoli delle nuvole bensì da quelli bassi e molto bassi sebbene col crescere dell'attività solare i takeoff si alzino. Per la cronaca ieri mi è riuscito un collegamento in 10 metri con l'Uganda, che per me è a 153 gradi circa, con occlusione orografica di 11° sopra l'orizzonte. Ma il segnale è arrivato e nel log online ci sono, per cui il collegamento c'è stato. Quel segnale non era a filo di orizzonte ma era senz'altro sopra i 10 gradi, altrimenti non lo avrei sentito. Ma in questi giorni non ci sono certo condizioni tipiche per la banda, si ascolta tutto il mondo 17-18 ore al giorno.

[1vr005]

Ci sto lavoricchiando.
Ho impostato il modello di Skylab con punte dei radiali a terra e sto rilevando i guadagni a 5, 10, 20, 30 e 40 gradi di elevazione man mano che la alzo a passi di 1 metro, salvo passare per 1,9 metri che è l'altezza alla quale la cima è alta 6.85m, come una 5/8 che parte da terra.
Poi ci vuole un po' di pazienza per rifare la stessa cosa con un modello di 5/8.

[AZ6108]

io sto smanettando in NEC con la 5/8

[1vr005]

Ho un minimo di risultato. Un po' caotico perché avendo una tabella di guadagni di 2 antenne x diverse altezze x 5 angoli di elevazione il risultato è difficile da compattare in un modo facilmente visualizzabile.
Per il momento tocca accontentarsi della tabella.


Mettendo un ditino di qua e uno di là per tenere il segno a pari altezza del vertice e fare i confronti, mi pare che ai bassi angoli (da 10 in giù) siamo in sospeso tra l'indifferenza e la leggera preferibilità per la 5/8, ma in termini di decimi di dB di differenza. La quale però alzandosi a 5 metri circa inizia presto a tirare dentro casino dagli alti angoli, appunto rumori atmosferici, stazioni europee eccetera.
MMana non mi ha calcolato il caso della 5/8 ad altezza zero. Un risultato usciva, ma con guadagni insensati. Dev'essere uno scherzo dei radiali orizzontali, perché nel caso della 1/4 d'onda la soluzione per altezza zero usciva.

[AZ6108]

Qui di seguito i primi risultati, quelli che vedi sono i lobi di radiazione e l'angolo di lancio (in rosso) di una 5/8 con la base posta ad altezze tra 1m e 5m, come si può notare, non appena il vertice della 5/8 arriva in prossimità di Lambda l'angolo di lancio si alza, è vero che aumenta (leggermente) il guadagno ad 84 gradi (6 gradi dall'orizzonte), ma si parla di decimi di dB, e l'angolo di lancio elevato, come giustamente hai scritto "tira dentro" un mucchio di QRM e segnali da media distanza

Nota: io sto usando 4NEC2 con il motore Nec2dXS

[AZ6108]

per l'altezza zero, impostala a qualche mm dal suolo, e fai la stessa cosa anche per la 1/4 piazzando l'estremità dei radiali a qualche mm dal suolo... ovviamente con il modello impostato per terreno reale (io ho usato terreno reale, standard in NEC per la 5/8 e per i modelli precedenti

[AZ6108]

E passiamo alla 1/2 onda, anche questa installata con la base ad 1m, 3m e 5m, come si vede il comportamento è identico, non appena l'apice arriva ad un'altezza prossima a Lambda (base a 5m in questo caso), l'angolo di lancio schizza verso l'alto

nota: alzando le antenne in modo che la BASE sia prossima a Lambda gli angoli si abbassano di nuovo ed il guadagno aumenta, ma tale soluzione non è molto "pratica" direi (a meno di non avere un traliccio)

[AZ6108]

Rieccomi sotto il confronto tra una 5/8 installata con la BASE ad 1m da terra (il perchè lo abbiamo già visto) ed una 1/4 d'onda installata in modo che l'APICE sia alla stessa altezza di quello della 5/8, come si vede la differenza è minima, lo "svantaggio" è quello di dover alzare la 1/4 (palo di circa 5m), ma ritengo che la cosa sia gestibile; ad ogni modo il punto resta lo stesso, il vantaggio della 5/8 è quello di avere un basso angolo di lancio senza bisogno di alzare troppo l'antenna (cosa questa che ha effetti negativi nel caso della 5/8), ma se si ha una 1/4 d'onda e la si può alzare a sufficienza, si otterranno prestazioni paragonabili a quelle della 5/8 (con buona pace dei venditori )

Altra considerazione; abbiamo già visto che la 5/8 per avere un basso angolo di lancio va installata "bassa", ossia in modo che l'apice dell'antenna sia ad un'altezza inferiore della (e sufficientemente lontana dalla) lunghezza d'onda (Lambda), questo però va ad influire sul guadagno dell'antenna, dato che le perdite causate dalla prossimità del suolo (piano di terra) si fanno sentire, nel caso della 1/4 d'onda invece, alzando l'antenna, oltre ad ottenere lo stesso angolo di lancio (e lobo di radiazione) di quello della 5/8, l'altezza riduce le perdite dovute al piano di terra e lo si nota chiaramente andando a vedere i valori di guadagno in dB nel grafico sotto; certo, alzando la 5/8 il guadagno sale, ma l'angolo di lancio si alza e, come già detto, tale guadagno "aggiuntivo" serve solo a tirar dentro QRM e segnali da media distanza

[AZ6108]

Ok, sino ad ora abbiamo usato valori Lambda piuttosto alti, proviamo a salire di frequenza ed andare sui 144MHz (i cosiddetti "2 metri" ed a sfruttare quanto abbiamo visto; come detto in precedenza per ottenere basso angolo di lancio da una 5/8 è necessario tenerla bassa oppure alzarne la BASE al di sopra della lunghezza d'onda, una cosa del genere non è fattibile con le frequenze HF, ma spostandosi in VHF o UHF ove il valore Lambda è minore, non è difficile alzare l'antenna senza dover ricorrere a tralicci o altro ed ottenere così SIA un basso angolo di lancio sia un maggior guadagno, ed ecco qui di seguito l'esempio di una GP 5/8 per i 144MHz posta in cima ad un palo lungo 2.2m (ossia più di Lambda), credo che i grafici si commentino da soli

[eurodani]

Fatemi capire: avere una GP o una 5/8 poste alla medesima altezza delle punte..... non cambia praticamente nulla? Ne guadagno e neppure angolo di irradiazione? Ho capito bene?

[AZ6108]

Fatemi capire: avere una GP o una 5/8 poste alla medesima altezza delle punte..... non cambia praticamente nulla? Ne guadagno e neppure angolo di irradiazione? Ho capito bene?

esatto, ci sarebbe anche un altro particolare, ma ne parlerò più tardi, se la cosa interessa

[1vr005]

Ho trovato un modo di sintetizzare un po' i miei risultati senza diventare strabici leggendo dati da due tabelle diverse: ho creato una tabella delle differenze.
Ovvero, data l'altezza da terra delle punte delle due antenne, qual è la differenza di guadagno fra le due. Ho preso come riferimento la 5/8, dal cui valore ho sottratto quello corrispondente per quell'altezza della Skylab. Per cui valori positivi indicano vantaggio per la 5/8 e negativi per la Skylab.
Attira la mia attenzione quel picco che si vede a 13 metri da terra. E' un tantino fuori trend rispetto alla linea dei 5 gradi. Potrebbe essere un errore di trascrizione. Per il resto, ne esce un quadro di veramente scarsa differenza ai bassi angoli, che diventa maggiore a 20, 30 e 40 gradi. Ma che con le 5/8 si hanno più QRM e rumori di fondo si sapeva. Diciamo che se volessimo collezionare contee inglesi o dipartimenti francesi o sentire spagnoli che fanno ola ola con l'eco o sorbirci quello svitato "El Comandante" in 27.555 l'ideale sarebbe una 5/8 con poco più di un metro di palo.

[eurodani]

Questo confronto è davvero molto curioso ed estremamente interessante.
Ci stiamo "sbattendo" da decenni per cercare la migliore antenna VERTICALE per ottenere le migliori performance ( generalmente la 5/8) e scopriamo (  sottoforma di simulazione) che con una antenna semplicissima e leggera come la GP su un palo adeguato si ottiene lo stesso risultato.

[AZ6108]

Questo confronto è davvero molto curioso ed estremamente interessante.
Ci stiamo "sbattendo" da decenni per cercare la migliore antenna VERTICALE per ottenere le migliori performance ( generalmente la 5/8) e scopriamo (  sottoforma di simulazione) che con una antenna semplicissima e leggera come la GP su un palo adeguato si ottiene lo stesso risultato.

Ehm... non chiamarla "GP", sono entrambe GP, solo che una è 1/4 d'onda e l'altra 5/8; comunque ti consiglio di leggere con attenzione il link che ho postato all'inizio di questa discussione e che è servito come spunto per verificare (e credo che lo abbiamo fatto) le affermazioni dell'autore; detto questo e per chiarire, la 5/8 non è una "cattiva antenna", ci mancherebbe altro, ma è nata in modo da permettere di ottenere un guadagno decente e bassi angoli di lancio nel caso in cui non fosse possibile montare un'antenna su un supporto relativamente alto, ed in effetti la 5/8 installata bassa si comporta bene, ma questo non toglie che una 1/4 d'onda, installata come già visto abbia prestazioni molto simili alla 5/8 (che tra l'altro, se alzata troppo, ha prestazioni scadenti)

[AZ6108]

Allora... sin qui abbiamo visto come sia possibile che una GP 1/4 d'onda abbia prestazioni paragonabili ad una 5/8, però... c'è un però; come scrive giustamente Tom Rauch (W8JI) quando si va a modellare un'antenna non bisogna trascurare alcuni dettagli, ora... per avere rapidamente un riscontro, quanto fatto sino ad ora va benone, ma siccome le antenne non si librano da sole in aria, e siccome il trasmettitore non è collegato direttamente al bocchettone dell'antenna, dovremo prendere in considerazione anche il palo di supporto ed il coassiale (quantomeno la tratta che corre lungo il palo stesso), ed è quello che ho fatto

Nel caso della 5/8 installata su un palo da 1 metro, nessuna variazione degna di nota, ma le cose cambiano (e come vedremo, anche parecchio) nel caso della 1/4 d'onda posizionata in cima ad un palo da più di 5 metri, ed aggiungendo al modello NEC palo e coassiale, l'effetto degli stessi salta subito all'occhio


https://www.rogerk.net/forum/index.php?action=dlattach;attach=122213;image

come si vede il palo ed il coassiale, vengono percorsi da corrente (CMC - curve verdi nel grafico di sinistra) e vanno ad alterare il solido di radiazione (e l'angolo di lancio) dell'antenna in modo estremamente negativo, a questo punto, la soluzione per ovviare al problema si chiama "choke", ho fatto qualche prova di posizionamento ed il primo punto efficace per piazzare il choke è risultato essere a metà del palo


https://www.rogerk.net/forum/index.php?action=dlattach;attach=122222;image

come si può vedere, confrontando il diagramma di radiazione con quelli visti in precedenza, con il choke piazzato in questa posizione, viene ripristinato tutto e guardando alle correnti, le abbiamo praticamente ridotte al minimo... mi sarei potuto accontentare, ma visto che c'ero, mi sono chiesto se si potesse fare di meglio, ed ho continuato a spostare il choke sino ad arrivare a questa configurazione, con il choke piazzato a 55cm dalla base del palo


https://www.rogerk.net/forum/index.php?action=dlattach;attach=122226;image

in tale configurazione, la tratta di palo e coassiale va a contribuire alla radiazione dell'antenna e, non solo ne abbassa il lobo di radiazione, ma addirittura permette di aumentarne il guadagno; andiamo a confrontare i lobi tra la 5/8 e la 1/4 in questa configurazione


https://www.rogerk.net/forum/index.php?action=dlattach;attach=122248;image

direi che il risultato sia piuttosto chiaro, anche se, a prima vista, "sconcertante", ma come ho già detto, questo non significa che la 5/8 sia una "cattiva antenna", tutt'altro, solo che come per tutte le cose, va usata se e quando necessario, dato che se si ha la possibilità di installare poco meno di 6 metri di palo, sarebbe opportuno considerare la GP 1/4 d'onda, mentre se si è costretti ad usare un palo corto conviene rivolgersi alla 5/8 tenendo però presente che sarà necessario che il palo sia di circa 1 metro e non di più

tutto qui, spero che quanto sopra possa servire da spunto di riflessione e, magari, da stimolo per la discussione e l'approfondimento


Ciao, Andrea.


P.S. non ho citato la 1/2 onda (che è stata comunque considerata in precedenza), anche in quel caso, il palo ed il coassiale hanno influenza trascurabile, dato che i radiali della GP 1/2 onda sono sufficienti ad evitare che palo/coassiale abbiano valori rilevanti di CMC, se si vuole comunque stare tranquilli anche per la 1/2 onda va bene posizionare il choke a circa 55cm dalla base del palo, il resto di quanto discusso resta uguale, ossia per "strizzare" il massimo dalla 1/2 onda è sufficiente fare in modo che il vertice della stessa sia alla stessa altezza di quello di una 5/8 posta su un palo da 1 metro

[AZ6108]

che è l'inverso dei requisiti che si applicavano quando si è affermata la superiorità della GP 5/8

Assolutamente no, credo tu abbia equivocato, l'ho scritto e lo ripeto, il vantaggio della 5/8 è quello di offrire bassi angoli di lancio senza che sia necessario alzare troppo l'antenna, ma il vantaggio termina lì.

senza brandire il povero Cebik

Ho citato Cebik soltanto in risposta al tuo commento sui software di modellazione/simulazione

[eurodani]

Allora... sin qui abbiamo visto come sia possibile che una GP 1/4 d'onda abbia prestazioni paragonabili ad una 5/8, però... c'è un però; come scrive giustamente Tom Rauch (W8JI) quando si va a modellare un'antenna non bisogna trascurare alcuni dettagli, ora... per avere rapidamente un riscontro, quanto fatto sino ad ora va benone, ma siccome le antenne non si librano da sole in aria, e siccome il trasmettitore non è collegato direttamente al bocchettone dell'antenna, dovremo prendere in considerazione anche il palo di supporto ed il coassiale (quantomeno la tratta che corre lungo il palo stesso), ed è quello che ho fatto

Nel caso della 5/8 installata su un palo da 1 metro, nessuna variazione degna di nota, ma le cose cambiano (e come vedremo, anche parecchio) nel caso della 1/4 d'onda posizionata in cima ad un palo da più di 5 metri, ed aggiungendo al modello NEC palo e coassiale, l'effetto degli stessi salta subito all'occhio


https://www.rogerk.net/forum/index.php?action=dlattach;attach=122213;image

come si vede il palo ed il coassiale, vengono percorsi da corrente (CMC - curve verdi nel grafico di sinistra) e vanno ad alterare il solido di radiazione (e l'angolo di lancio) dell'antenna in modo estremamente negativo, a questo punto, la soluzione per ovviare al problema si chiama "choke", ho fatto qualche prova di posizionamento ed il primo punto efficace per piazzare il choke è risultato essere a metà del palo


https://www.rogerk.net/forum/index.php?action=dlattach;attach=122222;image

come si può vedere, confrontando il diagramma di radiazione con quelli visti in precedenza, con il choke piazzato in questa posizione, viene ripristinato tutto e guardando alle correnti, le abbiamo praticamente ridotte al minimo... mi sarei potuto accontentare, ma visto che c'ero, mi sono chiesto se si potesse fare di meglio, ed ho continuato a spostare il choke sino ad arrivare a questa configurazione, con il choke piazzato a 55cm dalla base del palo


https://www.rogerk.net/forum/index.php?action=dlattach;attach=122226;image

in tale configurazione, la tratta di palo e coassiale va a contribuire alla radiazione dell'antenna e, non solo ne abbassa il lobo di radiazione, ma addirittura permette di aumentarne il guadagno; andiamo a confrontare i lobi tra la 5/8 e la 1/4 in questa configurazione


https://www.rogerk.net/forum/index.php?action=dlattach;attach=122248;image

direi che il risultato sia piuttosto chiaro, anche se, a prima vista, "sconcertante", ma come ho già detto, questo non significa che la 5/8 sia una "cattiva antenna", tutt'altro, solo che come per tutte le cose, va usata se e quando necessario, dato che se si ha la possibilità di installare poco meno di 6 metri di palo, sarebbe opportuno considerare la GP 1/4 d'onda, mentre se si è costretti ad usare un palo corto conviene rivolgersi alla 5/8 tenendo però presente che sarà necessario che il palo sia di circa 1 metro e non di più

tutto qui, spero che quanto sopra possa servire da spunto di riflessione e, magari, da stimolo per la discussione e l'approfondimento


Ciao, Andrea.


P.S. non ho citato la 1/2 onda (che è stata comunque considerata in precedenza), anche in quel caso, il palo ed il coassiale hanno influenza trascurabile, dato che i radiali della GP 1/2 onda sono sufficienti ad evitare che palo/coassiale abbiano valori rilevanti di CMC, se si vuole comunque stare tranquilli anche per la 1/2 onda va bene posizionare il choke a circa 55cm dalla base del palo, il resto di quanto discusso resta uguale, ossia per "strizzare" il massimo dalla 1/2 onda è sufficiente fare in modo che il vertice della stessa sia alla stessa altezza di quello di una 5/8 posta su un palo da 1 metro

AZZO!!! Non me lo sarei mai immaginato.

[AZ6108]

AZZO!!! Non me lo sarei mai immaginato.

In che senso ?

[AZ6108]

Attira la mia attenzione quel picco che si vede a 13 metri da terra. E' un tantino fuori trend rispetto alla linea dei 5 gradi.

Questo è quanto mostra NEC con la 5/8 piazzata con la base a 13 metri, come ho già scritto, salendo ad un'altezza superiore a Lambda l'angolo di lancio della 5/8 torna ad abbassarsi, solo che... la cosa è fattibile in V/UHF ma nel caso delle HF (diciamo 10..12 metri, senza andare sulle bande dei 20 metri e superiori) ci vorrebbe un traliccio, e non sono sicuro che il gioco valga la candela, detto questo... eccoti il responso di NEC, antenna a 13 metri, ho usato l'indicatore per marcare il guadagno del lobo principale e quello di picco dei lobi secondari

l'ideale sarebbe una 5/8 con poco più di un metro di palo.

esatto, come già detto la 5/8 lavora bene se l'apice è ben al di SOTTO di Lambda o se la base è al di SOPRA di Lambda (vedi esempio in 144MHz)

[eurodani]

In che senso ?

Nel senso che non mi sarei mai immaginato che, con qualche semplice accortezza, una GP 1/4 potesse performare quasi come una 5/8 o comunque con differenze davvero minime, sulla carta.

[AZ6108]

Nel senso che non mi sarei mai immaginato che, con qualche semplice accortezza, una GP 1/4 potesse performare quasi come una 5/8 o comunque con differenze davvero minime, sulla carta.

Non solo sulla carta, il link che ho citato all'inizio di questa discussione viene da un'altra pagina (che sto cercando ma non riesco a ritrovare <grrr>) in cui l'autore ha effettuato misurazioni su una 5/8 ed una 1/4 rilevando esattamente quanto riportato e quanto successivamente verificato usando NEC ed MMANA, in quel caso le curve previste da NEC e quelle rilevate combaciavano quasi perfettamente; arrivato a questo punto mi dispiace solo di non aver più accesso ad una camera anecoica, in caso contrario non sarebbe complicato mettere insieme due antenne 5/8 ed 1/4 per (es.) i 144MHz (in modo da avere dimensioni maneggevoli) e poi verificare il tutto, ma credo ci si possa comunque accontentare, se poi qualcuno volesse provare ad alzare una GP 1/4 d'onda, piazzando una choke alla base (come già detto) onde evitare l'effetto di palo e coassiale, e quindi facendo qualche verifica, la cosa sarebbe molto interessante ed utile, anche se personalmente, ritengo che quanto proiettato nelle simulazioni sia estremamente aderente a quanto si andrà a verificare in una installazione reale

Ad ogni modo, per ricapitolare, se qualcuno volesse provare queste sono le info fondamentali (per una GP sulla 27 MHz)